不同氮素水平对制种西瓜JW01生长发育和种子产量的影响

摘 要 为探索制种西瓜对施氮梯度的响应，确定JW01西瓜母本最佳氮肥用量，在JW01西瓜制种常用施肥量的基础上，追施尿素为试验因素，共设4个水平，进行氮肥最佳施肥量试验。结果表明，适当增施氮肥对西瓜植株的生长有显著促进作用，同时降低瓜皮厚度和畸形果率，但过量的氮肥会导致叶绿素含量降低，畸形果率大大增加;适当增施氮肥对西瓜种子产量及产量构成因素和种子质量有显著的促进作用。其中氮肥施用量为247.61 kg/hm2时西瓜种子产量最高，且种子质量较好。

关键词 制种西瓜;氮肥;生长发育;种子产量;产量构成因素;发芽率

目前，西北地区已成为我国最大的西瓜种子繁育生产基地。研究指出，在西瓜整个生育期中对氮素反应较敏感。因此，西瓜制种过程中合理施氮极为重要。JW01西瓜植株长势旺盛，抗病、抗逆性强，种子收购价格高，在我国西北等地外繁制种公司广泛繁育。以甘肃酒泉市生态气候条件为基础，针对JW01西瓜制种生产中施氮肥存在的问题，通过不同的施氮水平处理，研究制种西瓜对施氮肥梯度的响应，为氮肥在西瓜制种上的合理施用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料及地点 参试品种JW01母本由甘肃杰尼尔种子有限公司提供;氮肥为尿素（N46.4%），磷肥为磷酸一铵（P2O560.5%、N11.5%），钾肥为硫酸钾（K2O51%）。

试验地位于甘肃省金塔县团结坪甘肃杰尼尔种子有限公司试验地，该地块距离同科作物种植地500 m，距离村庄1 km，且3年内没有种植过葫芦科作物。前茬作物为小麦，灌溉方式为沟灌。土壤基本理化性质见表1。

1.2 试验设计 在产区对照施肥量（整个生育期）：尿素300 kg/hm2，磷酸一铵337.5 kg/hm2，硫酸钾 330 kg/hm2的基础上，设4个追施尿素梯度：0、25%、50%、75% ，即追施尿素：0、75 kg/hm2、150 kg/hm2、225 kg/hm2，分别以CK、N1、N2、N3表示（表2）。每个处理重复3次，共12个小区，每小区面积 13.6 m2（宽3.4 m，长4 m），每小区40株。随机区组排列，其他田间栽培管理措施与公司一致。每块地间留0.5 m的隔离带，用地膜覆盖，防止各处理间的肥料随水分移动，以此来降低误差。

处理将尿素的20%于伸蔓期施用，80%于膨瓜期施用（分两次等量施入，第1次为80%的果实坐住后，第2次为80%的果实长至拳头大小），施肥方式为穴施追肥。

1.3 测定指标 结果期在每个小区中选取长势一致的西瓜10株，测量并记录最大功能叶的叶长、叶宽、节间长、茎粗和叶绿素含量;断秧前观察并统计小区内西瓜坐瓜率和畸形果率。断秧后熟7 d后，每小区随机取10个大小一致的西瓜，测量西瓜纵横径和瓜皮厚度。采收后每小区随机取10个大小一致的西瓜测定种子百粒重、单瓜质量、单瓜种子数、单瓜产种量，折合产量;种子采收并晾晒后进行种子发芽率试验，每个处理100粒种子，重复3次。根据该品种西瓜种子发芽特性规定，第7 d测发芽率。

畸形果率（%）=（小区畸形果数/小区坐瓜数）×100;

坐瓜率（%）=（小区坐瓜数/小区留苗数）×100;

产量（kg）=单瓜籽粒重×每公顷留苗数×坐瓜率/1 000;

发芽率（%）=（发芽种子数/芽床种子数）×100。

1.4 数据分析 使用Excel 2021进行数据统计和计算，使用SPSS 26.0软件对数据进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 氮素对西瓜植株生长的影响 由表3可知，氮素对JW01西瓜母本植株生长有显著影响。其中节间长度、茎粗、叶片长度、叶片宽度整体均随施氮量增加呈上升趋势，但CK和N1处理间西瓜植株节间长度差异不显著，N2和N3处理间西瓜叶片长度差异不显著;叶片叶绿素含量随施氮肥量增加呈先上升后下降趋势，各处理均显著高于CK处理，其中N2处理叶绿素含量显著最高，相较于CK处理增加了11.33%;西瓜瓜皮厚度随施氮肥量增加呈先下降后上升趋势，各处理均显著低于CK处理，其中N2处理瓜皮厚度最薄，相较于CK减少了11.26%;畸形果率随施氮肥量增加呈先下降后上升趋势，N1处理畸形果率最低，为12%，N3处理畸形果率显著最高，为24%。

2.2 氮素对西瓜种子产量和产量构成因素的影响 由表4可知，氮素对JW01西瓜种子产量有显著影响。种子产量随施氮肥量增加呈先上升后下降趋势，其中N2处理最高，为388.14 kg/hm2，相较于CK处理产量增加了21.37%，N3处理最低，为242.15 kg/hm2，相较于CK处理产量降低了24.28%。

氮素对JW01西瓜种子产量构成因素有显著影响。其中CK处理坐瓜率最高，为87.67%，CK和N2处理间坐瓜率差异不显著，N2和N1处理间坐瓜率差异不显著，但均显著高于N3处理;西瓜纵径、横径均随施氮肥量增加呈先上升后下降趋势，各处理均显著高于CK处理，其中N1处理显著最高，相较于CK处理各增加了22.67%和23.22%;单瓜质量和单瓜籽粒质量均随施氮肥量增加呈先上升后下降趋势，其中N2处理最高，相较于CK处理分别增加了23.16%和22.47%，N3处理最低，相较于CK处理分别降低了9.04%和11.73%;单瓜籽粒数随施氮肥量增加呈先上升后下降趋势，其中N1处理最高，相较于CK处理增加了8.76%，N3处理最低，相较于CK处理降低了12.13%。

2.3 氮素对西瓜种子质量的影响 由表5可知，氮素对JW01西瓜种子质量有显著影响。种子百粒重随施氮肥量增加呈先上升后下降趋势，其中N2处理最高，相较于CK处理增加了8.37%，N3处理最低，相较于CK处理降低了0.72%;各处理发芽率均高于CK处理，N3处理发芽率最高，为99%，相较于CK处理增加了3.85%，CK处理与N2处理间差异不显著，N1处理与N2处理差异不显著，N1处理发芽率高于CK处理。

3 讨论与结论

西瓜是世界十大水果之一，是我国重要的经济作物，栽培面积和产量均在世界前列，随着种植业的发展，西瓜的栽培面积日益增大，对种子的需求量也越来越大，极大促进西瓜制种行业的发展。氮是植物体内蛋白质、叶绿素等有机氮化物的重要成分，其营养水平直接影响着植物生长发育、果实产量和品质。研究表明，氮素不足影响西瓜叶片发育，导致光合速率下降，植株生长缓慢;而氮肥过量则导致西瓜植株长势过快，光合速率下降，坐果困难。因此确定合理的氮肥用量极为重要。

本试验结果表明，西瓜植株的叶片长度、宽度、节间长度、茎粗随着施氮肥量增加而增加，这与许多研究结果一致，即在一定范围内增施氮肥有助于植物的营养生长。研究表明，氮素是合成叶绿素的必不可少的营养元素，充足的氮素供应可以显著提高叶绿素含量，进而提升光合速率，促进植物生长发育。在本试验条件下，叶绿素含量随氮肥增加呈先上升后下降趋势，且N2处理叶绿素含量最高，N3处理次之，与前人研究结果类似。瓜皮厚度随着施氮肥量增加呈先下降后上升趋势，与王晓君研究结果一致。畸形果率随着施氮肥量增加呈先下降后上升趋势，表明氮肥水平过高或过低则会导致西瓜畸形。试验期间西瓜畸形果率与往年相比显著提高，因此推测畸形果率可能还与环境因素有关。

王培伦等研究表明，氮肥对西瓜种子产量的影响最大，其次是钾肥，再次是磷肥。展争艳等人发现籽用西瓜种子产量随施肥量增加而显著增加，同时采用“3414”试验确定了种子产量与氮、磷、钾肥之间的回归关系，得出籽用西瓜最佳施肥量为氮肥226.7 kg/hm2，磷肥66.3 kg/hm2，钾肥14.1 kg/hm2，并得出限制籽用西瓜产量的养分因子为N>P>K。在本试验条件下，西瓜种子产量随施氮肥量呈先上升后下降趋势，N2处理西瓜种子产量最高，N3处理产量最低，与上述结论相似。坐瓜率各增施处理均小于CK处理，表明增施氮肥对西瓜坐瓜率有一定的抑制作用。西瓜纵横径均随着施氮肥量增加呈先上升后下降趋势，表明适当增施氮肥有助于提高西瓜纵横径。李承业研究表明，单瓜重、千粒重、单瓜籽粒数随施氮量增加呈先升高后降低趋势，与本研究结果一致。张占琴研究表明，中、高氮处理下西瓜种子千粒重优于低氮处理，与本研究结果相似。大部分研究者认为肥料是影响种子质量的重要因素之一。马春晖认为氮素可以显著的提高种胚内脱氢酶和酸性磷酸酯酶的活性，从而提高高羊茅种子发芽率。本研究指出增施氮肥可以提高西瓜种子的发芽率，提高种子质量，且所有处理种子发芽率均高于95%，达到收购标准。因此合理增施氮肥对西瓜种子的产量和质量有促进作用，但施肥量不足或过量时，反而会导致产量降低同时导致质量下降。

综上所述，合理的增施氮肥对JW01西瓜母本的营养生长与生殖生长有促进作用，提高西瓜种子的产量与质量，在甘肃金塔地区生产JW01西瓜种子时，较适宜的氮肥施用量为247.61 kg/hm2。

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【基金项目】：新疆现代农业产业技术体系（XJARS-06）。

王子琨，王惠林，尹杰，新疆农业大学园艺学院，邮编830000（乌鲁木齐）;赵文言，甘肃杰尼尔种子有限公司。

收稿日期：2024-03-12

*通讯作者：王惠林（E-mail：wanghuilin@126.com）